• Composites Research
• /
• v.30 no.4
• /
• pp.247-253
• /
• 2017

In this study, the mechanical behavior and interface properties of boron nitride nanotube-poly(methyl methacrylate) nanocomposites are predicted using the molecular dynamics simulations and the double inclusion model. After modeling nanocomposite unit cell embedding single-walled nanotube and polymer, the stiffness matrix is determined from uniaxial tension and shear tests. Through the orientation average of the transversely isotropic stiffness matrix, the effective isotropic elastic constants of randomly dispersed microstructure of nanocomposites. Compared with the double inclusion model solution with a perfect interfacial condition, it is found that the interface between boron nitride nanotube and polymer matrix is weak in nature. To characterize the interphase surrounding the nanotube, the two step domain decomposition method incorporating a linear spring model at the interface is adopted. As a result, various combinations of the interfacial compliance and the interphase elastic constants are successfully determined from an inverse analysis.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
• /
• 2013.08a
• /
• pp.299.1-299.1
• /
• 2013

넓은 표면적을 갖는 탄소나노튜브(CNT)는 기체 분자의 흡착 성능이 기존의 다른 흡착제에 비해 우수한 것으로 알려져 있으나, CNT의 물리/화학적 성질은 튜브의 직경과 기하 구조에 의해 큰 차이를 나타내며 정제가 매우 까다롭다는 단점을 가지고 있다. CNT와 외형적으로 매우 흡사한 질화붕소 나노튜브(BNNT)의 경우, 구조와 직경에 상관없이 열적, 화학적 안정성이 우수하여 $CO_2$를 비롯한 다른 공해 물질들의 제거제나 흡착제로서 응용 가능성이 매우 높다. 본 연구진은, BN-결함을 도입한 BNNT 벽면에서의 $CO_2$ 흡착 반응과 $CO_2$를 에너지 물질인 HCOOH와 $H_2CO_3$로 전환하는 반응에 대한 양자화학 이론 계산 연구를 수행하였다. 그 결과, $CO_2$에 대한 $B_N$-BNNT 흡착 성능이 튜브의 직경에 상관없이 매우 우수하였고, $B_N$-BNNT 벽면상에 흡착된 $CO_2$가 물 분자와 반응할 경우 HCOOH와 $H_2CO_3$로의 전환반응이 효과적으로 진행되었다. 이러한 이론 계산 연구 결과는 BN-BNNT가 $CO_2$ 흡착제 및 에너지 전환 촉매로의 응용 가능성을 훌륭히 제시하고 있다.

• Composites Research
• /
• v.37 no.3
• /
• pp.155-161
• /
• 2024

Boron nitride nanotubes and carbon nanotubes are the most representative one-dimensional nanostructures, and have received great attention as reinforcement for multifunctional composites for their excellent physical properties. The two nanotubes have similar excellent mechanical stiffness, strength, and heat conduction properties. Therefore, the reinforcing effect of these two nanotubes is greatly influenced by the properties of their interface with the polymer matrix. In this paper, recent comparative studies on the reinforcing effect of boron nitride nanotubes and carbon nanotubes through experimental pull-out test and in-silico simulation are summarized. In addition, the conflicting aspect of the two different nanotubes with structural defects in their side wall is discussed on the viscoelastic damping performance of nanocomposites.

• Proceedings of the Korean Society Of Semiconductor Equipment Technology
• /
• 2005.09a
• /
• pp.31-34
• /
• 2005

분자 위치제어 메모리 시스템에 대하여 고전적인 분자동역학을 이용하여 결합에너지 및 다양한 외부전압의 형태에 따른 셔틀 풀러렌 동작에 관하여 연구하였다. 단일 나노피포드 형(single-nanopeapod type)은 질화붕소 나노튜브(boron-nitride nano tube) 속에 세 개의 엔도풀러렌(endo-fullerene)과 양쪽 끝에 구리 전극이 채워져 있는 구조를 갖고 있는 구조를 갖고 있다. 결론적으로, 분자동역학 시뮬레이션 결과로부터 이 나노메모리 시스템은 비휘발성임을 알 수 있었다. 안정적인 bit 변화를 위해서는 단일 나노피포드 형은 0.1 eV/$\AA$ 외부전압이 필요로 함을 알 수 있었다.

• Prospectives of Industrial Chemistry
• /
• v.20 no.4
• /
• pp.21-33
• /
• 2017

질화붕소나노튜브(BNNT: Boron Nitride Nanotube)는 뛰어난 기계적 물성과 전기적 절연성, 높은 열전도도, 열적/화학적 안정성 및 열중성자 흡수 등의 물리화학적 특성으로 인해 다양한 과학기술 분야에서 응용될 수 있는 소재이다. BNNT의 응용성을 증진시키기 위해서 정제 및 표면개질을 통해 BNNT 합성 공정 중 포함되는 불순물의 제거와 용매와 기재에 대한 상용성을 개선해야 할 필요성이 있다. 이에 본 기고에서는 BNNT의 정제 및 표면처리 연구동향에 대해 소개하고자 한다.

• Prospectives of Industrial Chemistry
• /
• v.20 no.4
• /
• pp.1-20
• /
• 2017

질화붕소나노튜브(BNNT: Boron Nitride Nanotubes)는 근래에 들어 전 세계적으로 많은 주목을 받고 있는 나노신소재이다. CNT와 유사한 기계적 특성과 열전도, 열팽창 특성을 가지고 있지만 동시에 세라믹의 특성도 가지고 있어 열적/화학적 안정에 있어서는 CNT와 비교하여 매우 우수하다. 특히 BNNT를 구성하고 있는 붕소는 열중성자를 흡수할 수 있는 능력이 CNT를 구성하고 있는 탄소와 비교하여 20만 배나 높기 때문에, 우수한 기계적 특성을 이용한 경량화와 방사선 차폐능을 동시에 보유할 수 있는 미래 우주공학 물질로 매우 유용하다. 그러나 제조하는데 상대적으로 많은 에너지가 필요하고, 전 세계적으로 아직 대량생산이 이루어지지 않고 있으며, 제조 시 생성되는 불순물의 양이 많은 것이 단점이다. 또한 BNNT를 정제하는 것은 매우 어려워 산업적 응용은 아직 제한적이라 할 수 있지만, BNNT가 CNT와 세라믹의 특성을 동시에 보유하고 있다는 물질의 우수성과 활발한 연구개발 활동을 감안하면, 이에 대한 해결점을 찾을 수 있을 것으로 예상된다. 본 고찰에서는 다양한 BNNT의 제조방법과 각 방법의 장단점을 소개하고, 현재 연구되고 있는 BNNT의 산업적 응용에 대해 소개할 것이다. 이를 통해 국내에서 매우 미진한 BNNT 관련 연구가 활성화되는 계기가 될 것을 기대한다.

• Journal of the Korean Vacuum Society
• /
• v.14 no.1
• /
• pp.40-48
• /
• 2005

Bucky shuttle memory systems were investigated by the classical molecular dynamics(MD) simulations. Energetics and operating response of the shuttle-memory-elements u?ere examined by MD simulations of the C/sub 60/ shuttle in the nanomemory systems under various external force fields. Single-nanopeapod type was consisting of three fullerenes encapsulated in (10, 10) boron-nitride nanotube and filled Cu electrode. Studied systems could be applied to nonvolatile memory. MD simulation results showed that the stable bit flops could be achieved from the external force fields of 0.1 eV/Å for single-nanopeapod type.

• Proceedings of the Korean Institute of Surface Engineering Conference
• /
• 2012.05a
• /
• pp.216-217
• /
• 2012

QM/MM 혼성 이론 방법인 ONIOM 계산을 통해, $CO_2$가 $B_N$-BNNT 벽면에서의 흡착 반응과 $H_2CO_3$로의 전환 반응 메커니즘을 규명함으로써 $B_N$-BNNT가 효과적인 $CO_2$ 흡착제와 $H_2CO_3$ 생성 반응 촉매로 개발 가능함을 확인하였다.

• The Transactions of The Korean Institute of Electrical Engineers
• /
• v.59 no.4
• /
• pp.743-748
• /
• 2010

Boron nitride (BN) and carbon nitride (CN) films, which have relatively low work functions and commonly exhibit negative electron affinity behaviors, were coated on carbon nanotubes (CNTs) by magnetron sputtering. The CNTs were directly grown on metal-tip (tungsten, approximately 500nm in diameter at the summit part) substrates by inductively coupled plasma-chemical vapor deposition (ICP-CVD). The variations in the morphology and microstructure of CNTs due to coating of the BN and CN films were analyzed by field-emission scanning electron microscopy (FE-SEM). The energy dispersive x-ray (EDX) spectroscopy and Raman spectroscopy were used to identify the existence of the coated layers (CN and BN) on CNTs. The electron-emission properties of the BN-coated and CN-coated CNT-emitters were characterized using a high-vacuum field emission measurement system, in terms of their maximum emission currents ($I_{max}$) at 1kV and turn-on voltage ($V_{on}$) for approaching $1{\mu}A$. The results showed that the $I_{max}$ current was significantly increased and the $V_{on}$ voltage were remarkably reduced by the coating of CN or BN films. The measured values of $I_{max}-V_{on}$ were as follows; $176{\mu}A$-500V for the 5nm CN-coated emitter and $289{\mu}A$-540V for the 2nm BN-coated emitter, respectively, while the $I_{max}-V_{on}$ of the as-grown (i.e., uncoated) emitter was $134{\mu}A$-620V. In addition, the CNT emitters coated with thin CN or BN films also showed much better long-term (up to 25h) stability behaviors in electron emission, as compared with the conventional CNT emitter.